山留めH形鋼杭の接合構造及びその接合工法
【課題】山留めH形鋼杭の接合構造及びその接合工法に関するものであり、深さ方向に山留めH形鋼杭の断面性能を変化させることを可能とする接合構造とその方法を提案し、山留めH形鋼杭にかかるコストを低減することを目的とする。
【解決手段】長さ方向に配置するH形鋼の上下杭(1)・(2)のうち、一方の杭(1)のウェブ高さ(h)を他方の杭(2)のウェブ高さ(h′)に対して殆ど変化させない寸法とし、一方の杭(1)のフランジの幅に対して他方の杭(2)のフランジの幅を変化させた寸法とし、且つ長さ方向における両杭の各片側のフランジ同士を面位置に合わせ、両杭(1)・(2)の端面同士を連結固定したことを特徴とする山留めH形鋼杭の接合構造。
【解決手段】長さ方向に配置するH形鋼の上下杭(1)・(2)のうち、一方の杭(1)のウェブ高さ(h)を他方の杭(2)のウェブ高さ(h′)に対して殆ど変化させない寸法とし、一方の杭(1)のフランジの幅に対して他方の杭(2)のフランジの幅を変化させた寸法とし、且つ長さ方向における両杭の各片側のフランジ同士を面位置に合わせ、両杭(1)・(2)の端面同士を連結固定したことを特徴とする山留めH形鋼杭の接合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、山留めH形鋼杭の接合構造及びその接合工法に関するものであり、深さ方向に山留めH形鋼杭の断面性能を変化させることを可能とする接合方法を提案し、山留めH形鋼杭にかかるコストを低減することを目的とする。
【背景技術】
【0002】
一般に、地下構造物を構築するため行われる根切り・土留め工事は、取り扱う土そのものが材料学的に複雑であり、さらに、施工場所の地盤条件や地下水の有無によって施工の難易度が異なるため、従来から、建築工事の中で最も困難な工程のひとつとされてきた。
【0003】
近時、アクセスに便利な地域への回帰に際して建設コストの低減化をはかる一方、敷地面積を有効に利用するために、隣接する既設の建築物にごく近接する位置に土留壁を造成して建造物を構築することが行われている。
【0004】
図11及び図12は従来提案されているもので、上杭2と下杭1の連結工法であり、フランジ幅w・w′は略同じであるが、上杭2と下杭1のウェブ高さh・h′が異なるため、SMW機(3軸オーガー)による削孔径5内に山留めH形鋼杭を建て込んだときに、そのH形鋼杭の重心のずれによる建て込み精度が低下するという課題がある。
【0005】
また、図13は従来の土留工法を示す断面図である。通常、長さ方向に断面性能に変化のないH形鋼の親杭(土留杭)11を打ち込み、杭間に横矢板(さん木)を嵌め込んで、腹起し・切梁による支保工(図示省略)を施した土留壁内を掘削する。軟弱地盤では隔孔設置、全孔設置またはその組合せでH形鋼を芯材とするソイルセメント柱列壁を造成するが、いずれも長さ方向に断面性能に変化のないH形鋼杭が使用されている。
【0006】
通常の土留壁は、図14に示すように、土留杭11のウェブ高さH=350mmとした場合、SMW機のオーガー芯41を土留杭11のウェブ高さの2分1、すなわち、躯体外層16から175mm程離れた位置に設定して削孔し、そのオーガー孔41内に土留杭11を建込む。そして、躯体外層16と敷地境界線Bとの距離を270mmとすると、土留杭11が敷地境界BよりFの距離、すなわち、F=350mm−270mm=80mm敷地境界から出てしまうことになる。敷地境界から出てしまうことは、道義的にも法律的にも許されない行為である。
【0007】
そのため、従来は、図15に示すとおり、土留杭11のフランジの外面が敷地境界線Bに接する位置になるようにオーガー芯41′を移動して施工していた。結果として、設計図面で計画されていた躯体外層16をFの距離、すなわち、F=80mmセットバックした形(符号16′)に設計変更して施工することになる。このように、地下躯体を設計変更して縮小することは、上部の構造まで影響を与える重大な問題である。
一方、上記従来の問題を解決するために下記の発明が提供されている。
【特許文献1】特開2002−021081号公報の発明
【特許文献2】特開平8−60741号公報の発明
【特許文献3】特開2003−342948号公報の発明
【0008】
上記の「特許文献1」は、山留め壁の上端部を撤去する場合にも、鋼製芯材の切断作業を省くことができて、しかも、山留め壁の背面側に別の壁体を設けなくても、地表面近くの土圧に充分に対抗することができる山留め壁を提供することを目的としている。
【0009】
そして、ソイルセメント柱列壁に鋼材からなる芯材を建て込んで形成した山留め壁において、芯材の上端に切欠き部が設けられ、地下躯体構築などの工事のために撤去を要するソイルセメントの部位に、芯材の切欠き部を配置したことを解決手段としている。
【0010】
次に、「特許文献2」は、太さの異なるH形鋼製の上下柱を、幅寸法の差が大きくても、簡単にかつ堅固にボルト接合可能とすることを目的とする。
【0011】
そして、下側柱の上端における上側柱よりも広がった部分を上側柱の幅に略一致する幅まで斜めに切り落としてテーパ状切欠部とする。この下側柱のウェブの上端に補強金物をボルトで接合する。補強金物はアングル材等からなり、そのフランジをテーパ状切欠部の縁部に沿って両面に突出させる。上側柱のフランジ、補強金物のフランジ、および下側柱のフランジに渡って、折れ板状の内側添え板および外側添え板を内外面に重ねる。これら内外の添え板を両添え板間に挟まれた各フランジ部分と共にボルトで接合することを解決手段としている。
【0012】
「特許文献3」は、敷地境界線近くに、長さ方向に閲し断面性能を変化させた土留杭を建て、断面性能の小さな上杭を利用して根入れより上部の建造物を大きくして敷地面積を有効に利用できるようにした土留工法を提供すことを目的とする。
【0013】
そして、根入れ長さ部分を基準断面H形鋼製下杭に、基準断面以下としたH形鋼製上杭を接合して長さ方向に閲し断面性能を変化させた土留杭を用意する。上下杭の対向端にエンドプレートを配置し、側圧を受ける側の上下杭のフランジ面に添接板を固着する。敷地境界内の位置に杭を建て、各杭間に横矢板を嵌め込み、土留壁を形成させながら地下領域を掘削したのち、下杭に対し断面性能を小さくした上杭の内フランジ面に沿って地下躯体外層を構築することを解決手段としている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0014】
ところで、特許文献1にあって、下杭となるH形鋼材に連結する上杭となるH形鋼材の補強材は、そのフランジの左右の横幅は当該H形鋼材と補強材とも同じであるが、ウェブ高さは下杭となるH形鋼材に比べて上杭となるH形鋼材の補強材が低くなっている。
【0015】
また、特許文献2にあって、フランジ幅は下側杭のフランジと上側柱とも同じであるが、下側柱となるH形鋼材に連結する上側柱となるH形鋼材は、当該下側柱よりウェブ高さが低くなっている。
【0016】
さらに、特許文献3にあって、図10において、下杭1のフランジ11′の幅wに比べて上杭のフランジ21′の幅w′が短いことと、ウェブ高さも下杭のウェブ高さh(上下のウェブ11・11′間)に比べて上杭2のウェブ高さh′(上下のウェブ21・21′間)の方が低くなっている。
【0017】
そのため、上記各特許文献におけるH形鋼材の上下の杭1・2を削孔径5内に建て込んだときに、上側杭体2が断面剛性が小、下側体1が断面剛性が大となり、且つ、上側杭体2のフランジwの横端部分wn(図10の○枠r部分)が削孔径5を削孔するSMW機のオーガーに接触して施工不能となることから、H形鋼杭を上下でサイズ変更した場合でも施工可能にする必要があった。
【課題を解決するための手段】
【0018】
本発明は、山留めH形鋼杭の接合構造とその使用方法において、H形鋼のウェブ高さを極端に変化させずH形鋼のフランジ幅を変化させたサイズを組合せジョイントすることにより上記従来技術の課題の解決を図るものである。
【0019】
本発明の第1は、山留めH形鋼杭の接合構造において、長さ方向に配置するH形鋼杭のうち、一方の杭のウェブ高さを他方の杭のウェブ高さに対して殆ど変化させない寸法とし、一方の杭のフランジ幅に対して他方の杭のフランジ幅を変化させた寸法とし、且つ長さ方向における両杭の各片側のフランジ同士を面位置に合わせ、両杭の端面同士を連結固定したものである。
【0020】
本発明の第2は、山留めH形鋼杭の接合構造において、長さ方向の上下位に配置するH形鋼杭のうち、一方の杭を下杭とし、他方の杭を上杭とし、下杭のウェブ高さに対して上杭のウェブ高さをほぼ同じ寸法とし、下杭のフランジの幅に対して上のフランジの幅を短い寸法とし、且つ上下杭における片側のフランジ同士を面位置に合わせ、下杭と上杭の端面同士を連結固定したものである。
【0021】
本発明の第3は、山留めH形鋼杭の接合構造において、長さ方向の杭のウェブ高さに対して下杭のウェブ高さをほぼ同じ寸法とし、上杭のフランジの幅に対して下杭のフランジの幅を短い寸法とし、且つ上下杭における片側のフランジ同士を面位置に合わせ、上杭と下杭の端面同士を連結固定したものである。
【0022】
本発明の第4は、山留めH形鋼杭の接合工法において、垂直の長さ方向の下位にH形鋼の下杭を、上位にH形鋼の上杭をそれぞれ配置し、且つ下杭のウェブ高さに対してほぼ同じウェブ高さの寸法にすると共に、下杭のフランジ幅に対して短い寸法とした上杭を用意し、SMW工法のSMW機によって削孔した削孔径内に下杭を建て込み、当該下杭の上端部を削孔開口面近傍に配置した状態において、上杭の片側のフランジ外面を下杭の片側のフランジ外面と同一面に合わせた状態で連結固定した後、当該連結杭体の建て込みを継続するようにしたものである。
上記の「SMW工法」は、土(Soil)とセメント系懸濁液を原位置で混合撹拌(Mixing)し造成する地中壁(Wall)であることを意味し、「SMW機」は、当該SMW工法を実施するための3軸オーガーよる削孔機を意味する。
【0023】
本発明の第5は、山留めH形鋼杭の接合工法において、垂直の長さ方向の下位にH形鋼のした杭を、上位にH形鋼の上杭をそれぞれ配置し、且つ下杭のウェブ高さに対してほぼ同じウェブ高さの寸法にすると共に、下杭のフランジ幅に対して短い寸法とした上杭を用意し、SMW工法によって削孔した削孔径内に下杭を建て込み、当該下杭の上端部を削孔開口面近傍に配置した状態において、上杭の片側のフランジ外面を下杭の片側のフランジ外面と同一面に合わせた状態で連結固定した後、当該連結杭の建て込みを継続するようにしたものである。
【発明の効果】
【0024】
本発明は上記の構成であるから、次のような効果がある。
(1)土圧により発生する応力の変化に適合した山留H形鋼杭の実施形態として、最大応力発生部分に剛性の大きいH形鋼杭を使用し、応力の小さい部分にはそれに適合したH形鋼を使用すること^によりコスト低減できる。
(2)土圧により発生する変形量の変化に適合した山留H形鋼杭の実施形態として、最大変位量が発生する部分に剛性の大きいH形鋼杭を使用し、変形量が小さい部分にはそれに適合したH形鋼杭を使用することによりコストの低減ができる。
(3)山留H形鋼杭の建て込み精度の問題解消する。すなわち、従来発明において、上杭と下杭のジョイント工法の問題点として山留H形鋼杭の重心のずれによる建て込み精度の低下という問題に対して、本発明にあっては、ほぼ同じウェブ高さのH形鋼をジョイント部材で連結固定することによって山留H形鋼杭の重心のずれによる建て込み精度低下の改善が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0025】
本発明は、上記の構成においてこれを実施するための最良の形態は、次の通りである。
【0026】
図1は、本発明に係る山留めH形鋼杭の接合構造における上下杭の横断面図であり、地表面から地中に向かって掘削した削孔径5内に建て込んだ上下のH形鋼かなる上下の杭1・2が当該削孔径内の略中心位置で略垂直に配置している。これは、上下の杭に用いる上下のH形鋼材からなるフランジ幅w・w′は多少異なるものの、ウェブ高さh・h′は同じに設定してあるため、図2のように重心位置がウェブ高さの中心になり、当該H形鋼材の垂直が保持されることになる。
【実施例1】
【0027】
図1〜4において、1はH形鋼からなる下杭、2はH形鋼からなる上杭であり、そのウェブ高さh′は、下杭1の高さhと同一又はほぼ同一であり、上下フランジ11・12の左右の幅w′は下杭1の幅wの略2.5分の1ないし3分の1程度狭く(短く)設定してあり、そのフランジの一端面11・21が面位置になっている。3は上下の杭体1・2の上下端部を連結固定するジョイント部材、4は固定用鋲部材である。
図5〜7にあっては、上記図1〜4の上下の杭を逆に配置したものを配置し、その両杭1・2の接合端部をジョイント部材3・締め付け鋲4とで連結固定したものを示す。
【0028】
「具体的な作業工程例」
(1)「土圧により発生する応力の変化に適合した山留H形鋼杭の実施形態」(図1〜図4)
地表面G.Lから深さ方向SMW機で削孔した削孔径5内に上下のH形鋼杭を建て込んで山留杭とを列設したときに、その内側の地表面G.Lより所定の高低差Aがある低所の地盤G.L′において、図4のように山留杭に生じる応力の変化曲線αが生じる。すなわち、下杭1の断面剛性が大となる。これに対してジョイント部材3より上半部の上杭2の断面剛性が小となる。
【0029】
(2)「土圧により発生する変形量の変化に適合した山留めH形鋼材製杭の実施形態」(図5〜図7)
地表面G.Lから深さ方向に削孔した削孔径5内に上下のH形鋼の杭1・2を建て込んで山留杭とを列設したときに、その内側の地表面G.Lより所定の高低差A′がある低所の地盤G.L′において、図7のように山留杭に生じる応力の変化曲線βが生じる。すなわち、フランジ21の横幅w′が相手方のフランジ11の横幅wより狭い杭を下杭1とし、当該下杭の断面剛性が小となる。これに対してジョイント部材3より上半部の上杭2の断面剛性が大となる。
【0030】
(3)「山留H形鋼杭の建て込み精度改善の実施形態」(図8・図9)
フランジw・w′は異なるが、ウェブ高さh・h′は殆ど同じの上杭2と下杭1をジョイント部材3で連結してなるH形鋼を削孔した削孔径5内に建て込んだときに、センターラインに沿って建て込まれ、山留H形鋼の重心のずれによる建て込み精度の低下が改善されている。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【図1】本発明に係る山留めH形鋼杭の接合構造における上下杭の横断面図。
【図2】下杭のフランジ幅より狭いフランジ幅の上杭を高さ方向に連結した上下杭の連結固定部位を示す正面図。
【図3】図3の側面図。
【図4】図2・3の断面剛性の変化曲線を示す側面図。
【図5】下杭が上杭よりフランジ幅が短い状態で連結した上下杭の連結固定部位を示す正面図。
【図6】図5の側面図。
【図7】図5・6の断面剛性の変化曲線を示す側面図。
【図8】本発明による連結した上下杭の建て込み状態を示す縦断面図。
【図9】図8の拡大横断面図。
【図10】従来の山留めH形鋼杭の接合構造における上下杭の横断面図。
【図11】図8に比べて重心のずれによって課題を有する従来の高さ方向に連結した上下杭を削孔内に建て込んだ状態の縦断面図。
【図12】図9に比べて重心のずれによって課題を有する図11の拡大横断面図。
【図13】従来の土留工法を示す断面図。
【図14】図13における土留杭部分の拡大平面図。
【図15】図14における計画オーガー芯を変更して土留杭を敷地境界線内に入れた状態の拡大平面図。
【符号の説明】
【0032】
1…H形鋼材からなる下杭
2…H形鋼材からなる上杭
3…ジョイント部材
4…締付け用鋲
5…削孔径
h・h′…ウェブ高さ
w・w′…フランジ幅
【技術分野】
【0001】
本発明は、山留めH形鋼杭の接合構造及びその接合工法に関するものであり、深さ方向に山留めH形鋼杭の断面性能を変化させることを可能とする接合方法を提案し、山留めH形鋼杭にかかるコストを低減することを目的とする。
【背景技術】
【0002】
一般に、地下構造物を構築するため行われる根切り・土留め工事は、取り扱う土そのものが材料学的に複雑であり、さらに、施工場所の地盤条件や地下水の有無によって施工の難易度が異なるため、従来から、建築工事の中で最も困難な工程のひとつとされてきた。
【0003】
近時、アクセスに便利な地域への回帰に際して建設コストの低減化をはかる一方、敷地面積を有効に利用するために、隣接する既設の建築物にごく近接する位置に土留壁を造成して建造物を構築することが行われている。
【0004】
図11及び図12は従来提案されているもので、上杭2と下杭1の連結工法であり、フランジ幅w・w′は略同じであるが、上杭2と下杭1のウェブ高さh・h′が異なるため、SMW機(3軸オーガー)による削孔径5内に山留めH形鋼杭を建て込んだときに、そのH形鋼杭の重心のずれによる建て込み精度が低下するという課題がある。
【0005】
また、図13は従来の土留工法を示す断面図である。通常、長さ方向に断面性能に変化のないH形鋼の親杭(土留杭)11を打ち込み、杭間に横矢板(さん木)を嵌め込んで、腹起し・切梁による支保工(図示省略)を施した土留壁内を掘削する。軟弱地盤では隔孔設置、全孔設置またはその組合せでH形鋼を芯材とするソイルセメント柱列壁を造成するが、いずれも長さ方向に断面性能に変化のないH形鋼杭が使用されている。
【0006】
通常の土留壁は、図14に示すように、土留杭11のウェブ高さH=350mmとした場合、SMW機のオーガー芯41を土留杭11のウェブ高さの2分1、すなわち、躯体外層16から175mm程離れた位置に設定して削孔し、そのオーガー孔41内に土留杭11を建込む。そして、躯体外層16と敷地境界線Bとの距離を270mmとすると、土留杭11が敷地境界BよりFの距離、すなわち、F=350mm−270mm=80mm敷地境界から出てしまうことになる。敷地境界から出てしまうことは、道義的にも法律的にも許されない行為である。
【0007】
そのため、従来は、図15に示すとおり、土留杭11のフランジの外面が敷地境界線Bに接する位置になるようにオーガー芯41′を移動して施工していた。結果として、設計図面で計画されていた躯体外層16をFの距離、すなわち、F=80mmセットバックした形(符号16′)に設計変更して施工することになる。このように、地下躯体を設計変更して縮小することは、上部の構造まで影響を与える重大な問題である。
一方、上記従来の問題を解決するために下記の発明が提供されている。
【特許文献1】特開2002−021081号公報の発明
【特許文献2】特開平8−60741号公報の発明
【特許文献3】特開2003−342948号公報の発明
【0008】
上記の「特許文献1」は、山留め壁の上端部を撤去する場合にも、鋼製芯材の切断作業を省くことができて、しかも、山留め壁の背面側に別の壁体を設けなくても、地表面近くの土圧に充分に対抗することができる山留め壁を提供することを目的としている。
【0009】
そして、ソイルセメント柱列壁に鋼材からなる芯材を建て込んで形成した山留め壁において、芯材の上端に切欠き部が設けられ、地下躯体構築などの工事のために撤去を要するソイルセメントの部位に、芯材の切欠き部を配置したことを解決手段としている。
【0010】
次に、「特許文献2」は、太さの異なるH形鋼製の上下柱を、幅寸法の差が大きくても、簡単にかつ堅固にボルト接合可能とすることを目的とする。
【0011】
そして、下側柱の上端における上側柱よりも広がった部分を上側柱の幅に略一致する幅まで斜めに切り落としてテーパ状切欠部とする。この下側柱のウェブの上端に補強金物をボルトで接合する。補強金物はアングル材等からなり、そのフランジをテーパ状切欠部の縁部に沿って両面に突出させる。上側柱のフランジ、補強金物のフランジ、および下側柱のフランジに渡って、折れ板状の内側添え板および外側添え板を内外面に重ねる。これら内外の添え板を両添え板間に挟まれた各フランジ部分と共にボルトで接合することを解決手段としている。
【0012】
「特許文献3」は、敷地境界線近くに、長さ方向に閲し断面性能を変化させた土留杭を建て、断面性能の小さな上杭を利用して根入れより上部の建造物を大きくして敷地面積を有効に利用できるようにした土留工法を提供すことを目的とする。
【0013】
そして、根入れ長さ部分を基準断面H形鋼製下杭に、基準断面以下としたH形鋼製上杭を接合して長さ方向に閲し断面性能を変化させた土留杭を用意する。上下杭の対向端にエンドプレートを配置し、側圧を受ける側の上下杭のフランジ面に添接板を固着する。敷地境界内の位置に杭を建て、各杭間に横矢板を嵌め込み、土留壁を形成させながら地下領域を掘削したのち、下杭に対し断面性能を小さくした上杭の内フランジ面に沿って地下躯体外層を構築することを解決手段としている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0014】
ところで、特許文献1にあって、下杭となるH形鋼材に連結する上杭となるH形鋼材の補強材は、そのフランジの左右の横幅は当該H形鋼材と補強材とも同じであるが、ウェブ高さは下杭となるH形鋼材に比べて上杭となるH形鋼材の補強材が低くなっている。
【0015】
また、特許文献2にあって、フランジ幅は下側杭のフランジと上側柱とも同じであるが、下側柱となるH形鋼材に連結する上側柱となるH形鋼材は、当該下側柱よりウェブ高さが低くなっている。
【0016】
さらに、特許文献3にあって、図10において、下杭1のフランジ11′の幅wに比べて上杭のフランジ21′の幅w′が短いことと、ウェブ高さも下杭のウェブ高さh(上下のウェブ11・11′間)に比べて上杭2のウェブ高さh′(上下のウェブ21・21′間)の方が低くなっている。
【0017】
そのため、上記各特許文献におけるH形鋼材の上下の杭1・2を削孔径5内に建て込んだときに、上側杭体2が断面剛性が小、下側体1が断面剛性が大となり、且つ、上側杭体2のフランジwの横端部分wn(図10の○枠r部分)が削孔径5を削孔するSMW機のオーガーに接触して施工不能となることから、H形鋼杭を上下でサイズ変更した場合でも施工可能にする必要があった。
【課題を解決するための手段】
【0018】
本発明は、山留めH形鋼杭の接合構造とその使用方法において、H形鋼のウェブ高さを極端に変化させずH形鋼のフランジ幅を変化させたサイズを組合せジョイントすることにより上記従来技術の課題の解決を図るものである。
【0019】
本発明の第1は、山留めH形鋼杭の接合構造において、長さ方向に配置するH形鋼杭のうち、一方の杭のウェブ高さを他方の杭のウェブ高さに対して殆ど変化させない寸法とし、一方の杭のフランジ幅に対して他方の杭のフランジ幅を変化させた寸法とし、且つ長さ方向における両杭の各片側のフランジ同士を面位置に合わせ、両杭の端面同士を連結固定したものである。
【0020】
本発明の第2は、山留めH形鋼杭の接合構造において、長さ方向の上下位に配置するH形鋼杭のうち、一方の杭を下杭とし、他方の杭を上杭とし、下杭のウェブ高さに対して上杭のウェブ高さをほぼ同じ寸法とし、下杭のフランジの幅に対して上のフランジの幅を短い寸法とし、且つ上下杭における片側のフランジ同士を面位置に合わせ、下杭と上杭の端面同士を連結固定したものである。
【0021】
本発明の第3は、山留めH形鋼杭の接合構造において、長さ方向の杭のウェブ高さに対して下杭のウェブ高さをほぼ同じ寸法とし、上杭のフランジの幅に対して下杭のフランジの幅を短い寸法とし、且つ上下杭における片側のフランジ同士を面位置に合わせ、上杭と下杭の端面同士を連結固定したものである。
【0022】
本発明の第4は、山留めH形鋼杭の接合工法において、垂直の長さ方向の下位にH形鋼の下杭を、上位にH形鋼の上杭をそれぞれ配置し、且つ下杭のウェブ高さに対してほぼ同じウェブ高さの寸法にすると共に、下杭のフランジ幅に対して短い寸法とした上杭を用意し、SMW工法のSMW機によって削孔した削孔径内に下杭を建て込み、当該下杭の上端部を削孔開口面近傍に配置した状態において、上杭の片側のフランジ外面を下杭の片側のフランジ外面と同一面に合わせた状態で連結固定した後、当該連結杭体の建て込みを継続するようにしたものである。
上記の「SMW工法」は、土(Soil)とセメント系懸濁液を原位置で混合撹拌(Mixing)し造成する地中壁(Wall)であることを意味し、「SMW機」は、当該SMW工法を実施するための3軸オーガーよる削孔機を意味する。
【0023】
本発明の第5は、山留めH形鋼杭の接合工法において、垂直の長さ方向の下位にH形鋼のした杭を、上位にH形鋼の上杭をそれぞれ配置し、且つ下杭のウェブ高さに対してほぼ同じウェブ高さの寸法にすると共に、下杭のフランジ幅に対して短い寸法とした上杭を用意し、SMW工法によって削孔した削孔径内に下杭を建て込み、当該下杭の上端部を削孔開口面近傍に配置した状態において、上杭の片側のフランジ外面を下杭の片側のフランジ外面と同一面に合わせた状態で連結固定した後、当該連結杭の建て込みを継続するようにしたものである。
【発明の効果】
【0024】
本発明は上記の構成であるから、次のような効果がある。
(1)土圧により発生する応力の変化に適合した山留H形鋼杭の実施形態として、最大応力発生部分に剛性の大きいH形鋼杭を使用し、応力の小さい部分にはそれに適合したH形鋼を使用すること^によりコスト低減できる。
(2)土圧により発生する変形量の変化に適合した山留H形鋼杭の実施形態として、最大変位量が発生する部分に剛性の大きいH形鋼杭を使用し、変形量が小さい部分にはそれに適合したH形鋼杭を使用することによりコストの低減ができる。
(3)山留H形鋼杭の建て込み精度の問題解消する。すなわち、従来発明において、上杭と下杭のジョイント工法の問題点として山留H形鋼杭の重心のずれによる建て込み精度の低下という問題に対して、本発明にあっては、ほぼ同じウェブ高さのH形鋼をジョイント部材で連結固定することによって山留H形鋼杭の重心のずれによる建て込み精度低下の改善が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0025】
本発明は、上記の構成においてこれを実施するための最良の形態は、次の通りである。
【0026】
図1は、本発明に係る山留めH形鋼杭の接合構造における上下杭の横断面図であり、地表面から地中に向かって掘削した削孔径5内に建て込んだ上下のH形鋼かなる上下の杭1・2が当該削孔径内の略中心位置で略垂直に配置している。これは、上下の杭に用いる上下のH形鋼材からなるフランジ幅w・w′は多少異なるものの、ウェブ高さh・h′は同じに設定してあるため、図2のように重心位置がウェブ高さの中心になり、当該H形鋼材の垂直が保持されることになる。
【実施例1】
【0027】
図1〜4において、1はH形鋼からなる下杭、2はH形鋼からなる上杭であり、そのウェブ高さh′は、下杭1の高さhと同一又はほぼ同一であり、上下フランジ11・12の左右の幅w′は下杭1の幅wの略2.5分の1ないし3分の1程度狭く(短く)設定してあり、そのフランジの一端面11・21が面位置になっている。3は上下の杭体1・2の上下端部を連結固定するジョイント部材、4は固定用鋲部材である。
図5〜7にあっては、上記図1〜4の上下の杭を逆に配置したものを配置し、その両杭1・2の接合端部をジョイント部材3・締め付け鋲4とで連結固定したものを示す。
【0028】
「具体的な作業工程例」
(1)「土圧により発生する応力の変化に適合した山留H形鋼杭の実施形態」(図1〜図4)
地表面G.Lから深さ方向SMW機で削孔した削孔径5内に上下のH形鋼杭を建て込んで山留杭とを列設したときに、その内側の地表面G.Lより所定の高低差Aがある低所の地盤G.L′において、図4のように山留杭に生じる応力の変化曲線αが生じる。すなわち、下杭1の断面剛性が大となる。これに対してジョイント部材3より上半部の上杭2の断面剛性が小となる。
【0029】
(2)「土圧により発生する変形量の変化に適合した山留めH形鋼材製杭の実施形態」(図5〜図7)
地表面G.Lから深さ方向に削孔した削孔径5内に上下のH形鋼の杭1・2を建て込んで山留杭とを列設したときに、その内側の地表面G.Lより所定の高低差A′がある低所の地盤G.L′において、図7のように山留杭に生じる応力の変化曲線βが生じる。すなわち、フランジ21の横幅w′が相手方のフランジ11の横幅wより狭い杭を下杭1とし、当該下杭の断面剛性が小となる。これに対してジョイント部材3より上半部の上杭2の断面剛性が大となる。
【0030】
(3)「山留H形鋼杭の建て込み精度改善の実施形態」(図8・図9)
フランジw・w′は異なるが、ウェブ高さh・h′は殆ど同じの上杭2と下杭1をジョイント部材3で連結してなるH形鋼を削孔した削孔径5内に建て込んだときに、センターラインに沿って建て込まれ、山留H形鋼の重心のずれによる建て込み精度の低下が改善されている。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【図1】本発明に係る山留めH形鋼杭の接合構造における上下杭の横断面図。
【図2】下杭のフランジ幅より狭いフランジ幅の上杭を高さ方向に連結した上下杭の連結固定部位を示す正面図。
【図3】図3の側面図。
【図4】図2・3の断面剛性の変化曲線を示す側面図。
【図5】下杭が上杭よりフランジ幅が短い状態で連結した上下杭の連結固定部位を示す正面図。
【図6】図5の側面図。
【図7】図5・6の断面剛性の変化曲線を示す側面図。
【図8】本発明による連結した上下杭の建て込み状態を示す縦断面図。
【図9】図8の拡大横断面図。
【図10】従来の山留めH形鋼杭の接合構造における上下杭の横断面図。
【図11】図8に比べて重心のずれによって課題を有する従来の高さ方向に連結した上下杭を削孔内に建て込んだ状態の縦断面図。
【図12】図9に比べて重心のずれによって課題を有する図11の拡大横断面図。
【図13】従来の土留工法を示す断面図。
【図14】図13における土留杭部分の拡大平面図。
【図15】図14における計画オーガー芯を変更して土留杭を敷地境界線内に入れた状態の拡大平面図。
【符号の説明】
【0032】
1…H形鋼材からなる下杭
2…H形鋼材からなる上杭
3…ジョイント部材
4…締付け用鋲
5…削孔径
h・h′…ウェブ高さ
w・w′…フランジ幅
【特許請求の範囲】
【請求項1】
長さ方向に配置するH形鋼杭(1)・(2)のうち、一方の杭(1)のウェブ高さ(h)を他方の杭(2)のウェブ高さ(h′)に対して殆ど変化させない寸法とし、一方の杭(1)のフランジ(11)の幅(w)に対して他方の杭(2)のフランジ(21)の幅(w′)を変化させた寸法とし、且つ長さ方向における両杭の各片側のフランジ(11)・(21)同士を面位置に合わせ両杭(1)・(2)の端面(11)・(21)同士をジョイント部材(3)で連結固定したことを特徴とする山留めH形鋼杭の接合構造。
【請求項2】
長さ方向に配置するH形鋼の杭(1)・(2)のうち、一方の杭を下杭(1)とし、他方の杭を上杭(2)とし、下杭(1)のウェブ高さ(h)に対して上杭(2)のウェブ高さ(h′)をほぼ同じ寸法とし、下杭(1)のフランジ(11)の幅(w)に対して上側杭(2)のフランジ(21)の幅(w′)を短い寸法とし、且つ上下杭における片側のフランジ(11)・(21)同士を面位置に合わせ、下杭(1)と上側杭体(2)の端面(1′)・(2′)同士をジョイント部材(3)で連結固定したことを特徴とする山留めH形鋼杭の接合構造。
【請求項3】
長さ方向の上下位に配置するH形鋼杭(1)・(2)のうち、一方の杭を上杭(1)とし、他方の杭を下杭(2)とし、上杭(1)のウェブ高さ(h)に対して下杭(2)のウェブ高さ(h′)をほぼ同じ寸法とし、下杭(1)のフランジ(11)の幅(w)に対して上杭(2)のフランジ(21)の幅(w′)を短い寸法とし、且つ上下杭における片側のフランジ(11)・(21)同士を面位置に合わせ、上杭(2)と下杭(1)の端面(21)・(11)同士をジョイント部材(3)で連結固定したことを特徴とする山留めH形鋼杭の接合構造。
【請求項4】
垂直の長さ方向の下位にH形鋼の下杭(1)を、上位にH形鋼の上杭(2)をそれぞれ配置し、且つ下杭 (1)のウェブ高さ(h)に対してほぼ同じウェブ高さ(h′)の寸法にすると共に、下杭(1)のフランジ幅(w)に対して短い寸法とした上杭(2)を用意し、SMW工法によって削孔した削孔径(5)内に下杭(1)を建て込み、当該下杭(1)の上端部を削孔開口面近傍に配置した状態において、上杭(2)の片側のフランジ外面を下杭(1)の片側のフランジ外面と同一面に合わせた状態にしてジョイント部材(3)で連結固定した後、当該連結杭の建て込みを継続することを特徴とする山留めH形鋼杭の接合工法。
【請求項5】
垂直の長さ方向の下位にH形鋼の下杭(1)を、上位にH形鋼の上杭(2)をそれぞれ配置し、且つ下杭(1)のウェブ高さ(h)に対してほぼ同じウェブ高さ(h′)の寸法にすると共に、下杭(1)のフランジ幅(w)に対して短い寸法とした上杭(2)を用意し、SMW工法によって削孔した削孔径(5)内に下杭(1)を建て込み、当該下杭(1)の上端部を削孔開口面近傍に配置した状態において、上杭(2)のジョイント部材(3)で連結固定した後、当該連結杭の建て込みを継続することを特徴とする山留めH形鋼杭の接合工法。
【請求項1】
長さ方向に配置するH形鋼杭(1)・(2)のうち、一方の杭(1)のウェブ高さ(h)を他方の杭(2)のウェブ高さ(h′)に対して殆ど変化させない寸法とし、一方の杭(1)のフランジ(11)の幅(w)に対して他方の杭(2)のフランジ(21)の幅(w′)を変化させた寸法とし、且つ長さ方向における両杭の各片側のフランジ(11)・(21)同士を面位置に合わせ両杭(1)・(2)の端面(11)・(21)同士をジョイント部材(3)で連結固定したことを特徴とする山留めH形鋼杭の接合構造。
【請求項2】
長さ方向に配置するH形鋼の杭(1)・(2)のうち、一方の杭を下杭(1)とし、他方の杭を上杭(2)とし、下杭(1)のウェブ高さ(h)に対して上杭(2)のウェブ高さ(h′)をほぼ同じ寸法とし、下杭(1)のフランジ(11)の幅(w)に対して上側杭(2)のフランジ(21)の幅(w′)を短い寸法とし、且つ上下杭における片側のフランジ(11)・(21)同士を面位置に合わせ、下杭(1)と上側杭体(2)の端面(1′)・(2′)同士をジョイント部材(3)で連結固定したことを特徴とする山留めH形鋼杭の接合構造。
【請求項3】
長さ方向の上下位に配置するH形鋼杭(1)・(2)のうち、一方の杭を上杭(1)とし、他方の杭を下杭(2)とし、上杭(1)のウェブ高さ(h)に対して下杭(2)のウェブ高さ(h′)をほぼ同じ寸法とし、下杭(1)のフランジ(11)の幅(w)に対して上杭(2)のフランジ(21)の幅(w′)を短い寸法とし、且つ上下杭における片側のフランジ(11)・(21)同士を面位置に合わせ、上杭(2)と下杭(1)の端面(21)・(11)同士をジョイント部材(3)で連結固定したことを特徴とする山留めH形鋼杭の接合構造。
【請求項4】
垂直の長さ方向の下位にH形鋼の下杭(1)を、上位にH形鋼の上杭(2)をそれぞれ配置し、且つ下杭 (1)のウェブ高さ(h)に対してほぼ同じウェブ高さ(h′)の寸法にすると共に、下杭(1)のフランジ幅(w)に対して短い寸法とした上杭(2)を用意し、SMW工法によって削孔した削孔径(5)内に下杭(1)を建て込み、当該下杭(1)の上端部を削孔開口面近傍に配置した状態において、上杭(2)の片側のフランジ外面を下杭(1)の片側のフランジ外面と同一面に合わせた状態にしてジョイント部材(3)で連結固定した後、当該連結杭の建て込みを継続することを特徴とする山留めH形鋼杭の接合工法。
【請求項5】
垂直の長さ方向の下位にH形鋼の下杭(1)を、上位にH形鋼の上杭(2)をそれぞれ配置し、且つ下杭(1)のウェブ高さ(h)に対してほぼ同じウェブ高さ(h′)の寸法にすると共に、下杭(1)のフランジ幅(w)に対して短い寸法とした上杭(2)を用意し、SMW工法によって削孔した削孔径(5)内に下杭(1)を建て込み、当該下杭(1)の上端部を削孔開口面近傍に配置した状態において、上杭(2)のジョイント部材(3)で連結固定した後、当該連結杭の建て込みを継続することを特徴とする山留めH形鋼杭の接合工法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【公開番号】特開2008−175025(P2008−175025A)
【公開日】平成20年7月31日(2008.7.31)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−11272(P2007−11272)
【出願日】平成19年1月22日(2007.1.22)
【出願人】(391014550)丸藤シートパイル株式会社 (5)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成20年7月31日(2008.7.31)
【国際特許分類】
【出願日】平成19年1月22日(2007.1.22)
【出願人】(391014550)丸藤シートパイル株式会社 (5)
【Fターム(参考)】
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